超声波探伤在煤矿中的应用

　　技术经验超声波探伤在煤矿中的应用刘东刘双跃2吉林工学院吉林长春，吉林，安全监察局吉朱长春删⑴，=，尸波换心里论电子测试理论及单片机智能理论结合在加以应用解决产1朴提通过对现场的实测能获得煤石广井下围岩的力学动态情况，进料1超声波探伤基础超声波的频率超过20 0001.超出厂人耳所能听闻的频率范刚。根据它在介质中能否顺利传播可以判断出介质有无裂痕或缺陷。

　　超声波在介质中的传播速度厂与传播距离1成正比，与传播的时间成反比，其关系式为tSV1如果按实际测得的时间从发射至接收所叫的时间1知的传播距离计算出传播速度与已知传播速度致。则说明被测介质完好。七损，否则，被测物体必有裂痕或缺陷。

　　智能型超声波检测系统框1.

　　振荡激发电路产生高频的超声交流电信号，经功率放人后。激励超声波发射探头。把电振荡倍号转换为超声波发射出，妗介质传播6的超声探测煤矿井下围岩松动范围及裂隙的情况，被测介质属下地下公土成煤居，通过对现场的实测获得动态的力学分析，可以帮助用户确定和修正支护系统的设计和施工方案。从而保证煤矿安全生产。

　　2重点解决的问超声波的发射和接收电路。在智能型超声波岩裂隙探测仪以15称声波仪。选用探头利用的是逆玉电效成，经放大的高频电倍号激励玉电品几产乍超声频振动，向介质发时超声波。接收探头利用的是正乐电效应，由介质传来信3.采用农面传播方式实现超声波探头的现场布置2.

　　2超占波发射按收不总在指定地点安放发双收换能器也可实现发收发射探头发射超声波超声波沿波由接收探头转换为高频电信号，再经接收放大电路处理整型后送计算机系统，后由计算机输出装置，或打印结果数据。本文介绍用超声波围岩介质而传播，接收探头1〉和接收探头2汀2分别依次收到面波的首波，可记录从发射到收到首波的传播时间和探头间的固定传播距离5，便能按1式求得传播速度厂。

　　在研制过程中，遇到的问是超声波换能器与振荡激发电路的高压激发电路的匹配问。解决这个问的办法是在合理设计的前提下，在硬件电路试验和调试过代中，调，储能儿件的参数。

　　以满足激发安全的要求，并尽量降低成本。

　　单片机智能系统。单片机智能系统完成整机的指挥控制数据处理计算及显输出打印输出的功能，单片机系统完全替代了传统超声波探伤的系统模型的数椐处理装沁使得仪器具有了智能化的特点，充分发挥了它的体积小重量轻便携带等优点，并且它的计算速度存储容量和输出效果都足以满足现场实测的需求。从谢，使该声波仪的功能指标达到期1内同类产井防爆问山子声波仪要在煤矿井实施探测，所以要符木质安全甩防爆标准。

　　其中超声波的高乐激发屯路的设计，上耍由振荡和变压器升压组成，向发射换能器输出个足以激发它的直流高压。储能元件参数的选择要适中，大了既不安全，成本又高，小了能量不足，不足以激发。对于电源的设计是自制的本安电池组，串接限流电阻，并用硅胶胶封。电路及整机的安令可化性均通过井安全防爆检验。

　　3声波仪的实测情况研制的声波仪超声波频率范围为3040让电源电压为1号镍镉电池组，开路电压为6，作电。为5，外形尺寸21训，200腿tUt2发时探头1接收探头12的传播时间自动记录；FV2相；的传播速度计算所得结若单片机计时系统从发射时刻起开始计时的时间超过预定时间还没收到接收信号，则判定围岩有裂隙。当距为250距丁2为4501丽时。我们的预定时间为23.

　　利用超声波对煤矿井下巷道围岩稳定性的测试圮解决指道铺杆支护的叉键。只有了解指逍围岩的稳定情况。才能合理确定锚杆支护的参数。

　　为解决东北某煤矿井下巷逍锱杆支护参数合观确定的。在4采工作而的回风巷利用声波仪进行围岩稳定性和破坏程度的测试3.

　　根据7个观测断而，21个钻孔的观测数据分析得如结论根据测试煤层围岩传播声波速度来确定其围岩组织。

　　根据超声波在不同破坏程度的围岩中传播速度的不同，可以测出围岩的松动范围。根据巷道围岩中松动范围的大小来确定锚杆尺寸。

　　同断面的不同位置围岩松动范围不同，对锚杆支护可采取不同对策，以取得佳经济效。ii，i，在工作面推进的走向上，随着回采工作面与的区段必须加强支护，以保证工作面的顺利回米。

　　业教学和科研工作。现在吉林工学院工作。副教授。

　　收稿日期2001 30；责任编辑高淑娟